引伸计在金属拉力试验中的作用
断裂力学引伸计的特点

断裂力学引伸计的特点断裂力学引伸计是一种用于测量材料断裂行为的实验设备,它具有以下特点:1. 高精度测量:断裂力学引伸计能够实时、准确地测量材料的应力和应变。
通过测量材料的载荷和变形,可以得到材料的断裂强度、断裂韧性等关键参数。
这些参数对于设计和评估材料的性能至关重要。
2. 宽测量范围:断裂力学引伸计可以适用于各种材料的测试,包括金属、塑料、陶瓷等。
不同材料的断裂特性各异,而断裂力学引伸计能够在宽范围内满足不同材料的测试需求。
3. 高灵敏度:断裂力学引伸计能够实时监测材料的微小变形,其灵敏度高达纳米级别。
这对于研究材料的断裂行为、评估其力学性能具有重要意义。
4. 可靠性和稳定性:断裂力学引伸计采用先进的传感器和控制系统,能够确保测试的可靠性和稳定性。
在测试过程中,它能够自动调整加载速率,保持恒定的应变速率,以保证测试的准确性和可重复性。
5. 多功能性:断裂力学引伸计不仅可以进行静态加载测试,还可以进行动态加载测试。
通过改变加载方式和加载速率,可以模拟不同的工况和应力状态,更好地了解材料的断裂行为。
6. 可扩展性:断裂力学引伸计可以与其他测试设备结合使用,如扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等。
这样可以对材料的断裂行为进行更全面的研究和分析。
7. 易于操作:断裂力学引伸计具有简单易用的操作界面,用户只需设置测试参数并进行加载即可。
同时,它还具有自动化的数据采集和分析功能,能够快速生成测试结果和报告。
总的来说,断裂力学引伸计是一种用于测量材料断裂行为的高精度、可靠性高的测试设备。
它不仅能够提供准确的测试结果,还能够满足不同材料的测试需求,并具有扩展性和多功能性。
通过使用断裂力学引伸计,可以更好地了解材料的断裂行为,为材料设计和评估提供重要支持。
金属的拉伸实验课件

4、 学习、掌握微机屏显式液压万能试验机的工作原理、 使 用方法及其配套软件的应用。
:、实验设备:
1、微机屏显式液压万能试验机
:、实验设备:
2、游标卡尺
:、实验设备:
3、引伸计
三、实验材料:
实验时首先把待测试材料按照GB6397-86《金属拉伸
试验试样》做成标准圆柱体长试件,其工作长度(标 距)
3、安装夹具:根据试件情况准备好夹具,并安 装在夹具座上。若夹具已安装好,对夹具进行检查。
实验步骤及注意事项:
4、夹持试件:若在上空 间试验,则先将试件夹持在 上夹头上,力清零消除试件 自重后再夹持试件的另一端; 若在下空间试验,则先将试 件夹持在下夹头上,力清零 消除试件自重后再夹持试件 的另一端。
金属材料拉伸实验
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材 料 特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可 以确 定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比 例极限、 面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服 强度和其它 拉伸性能指标。
实验目的:
1、观察并分析试件受力和变形之间的相互关系; 2、 观察试验材料在拉伸过ห้องสมุดไป่ตู้中表现出的弹性变形、屈 服、强化、颈缩、断裂等阶段物理变化现象; 3、 测定并计算试验材料的强度指标(屈服强度s、抗拉 强
屮d=a」———dx'ioo%
5、开始实验:按运行命令按钮,按照软件设定的
方案进行实验。 6、记录数据:试件拉断后,取下试件,将断裂试 件
的两端对齐、靠紧,用游标卡尺测出试件断裂后的 标距
长度人及断口处的最小直径&(一般从相互垂直方 向测量
两次后取平均值)。
五、试验结果
金属材料拉伸试验:室温试验方法

a.在工程应用中,拉伸性能是结构静强度设计的主要依据之一。 b.提供预测材料的其它力学性能的参量,如抗疲劳、断裂性能。 c.研究新材料,或合理使用现有材料和改善其力学性能时,都要测定材料的拉伸性能。 注意:拉伸试验的应力状态、加载速率、温度、试面积上承受的的力,用千帕(KPa)或兆帕(MPa)表示。 工程构件可能受到的应力类型有:拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲 等
增加了资料性附录A计算机控制拉伸试验机使用时的建议;
增加了资料性附录F考虑试验机刚度后估算的横梁位移速率方法
符号变化
GB/T 228-2010 GB/T 228-2002 a0,T b0 a b 定义 矩形横截面试样原始厚度或管壁 厚度
矩形横截面试样平行长度的原始 宽度或管的纵向剖条宽度或扁丝 原始宽度 圆形横截面试样平行长度的原始 直径或圆丝原始直径或管的原始 内径
管原始外直径 无颈缩塑性伸长率 断裂总延伸 应变速率
d0 D0 AWN △Lf
d D Ag 无 无
eL e
符号变化
GB/T 228-2010 GB/T 228-2002 无 无 无 无 无 εP εt εr 定义 平行长度估计的应变速率 横梁位移速率 应力速率 应力-延伸率曲线在给定试验时 刻的斜率
eL c
Vc
R
m mE 无 无 无
应力-延伸率曲线弹性部分的斜率
规定非比例延伸率 规定总延伸率 规定残余延伸率
学习讨论内容
拉伸试验概述 金属拉伸试验准备 试验速率模式 主要技术内容
一、拉伸试验概述
1.单向拉伸试验特点
• • • 应力状态:单向拉应力,应力状态简单,最常用的力学性能试验方法 拉伸试验反映的信息:弹性变形、塑性变形和断裂(三种基本力学行为),能综合评 定力学性能。 通过拉伸试验可测材料的弹性、强度、延伸率、加工硬化和韧性等重要的力学性能指 标,它是材料的基本力学性能。
引伸计标定

引伸计标定【原创版】目录1.引伸计标定的定义和意义2.引伸计标定的方法和步骤3.引伸计标定在实际应用中的重要性4.结论正文1.引伸计标定的定义和意义引伸计标定是一种测量材料在受到拉伸或压缩时的应变和应力的方法,它通过测量材料的长度变化来计算出应变和应力。
在材料科学和工程领域,引伸计标定被广泛应用于研究材料的力学性能,如强度、韧性和弹性模量等。
引伸计标定的结果对于材料的设计、生产和使用具有重要的指导意义。
2.引伸计标定的方法和步骤引伸计标定的方法和步骤如下:(1)选择合适的引伸计:根据被测材料的性质和测试要求,选择合适的引伸计,如机械式引伸计、电子式引伸计等。
(2)安装试样:将被测材料制成规定尺寸的试样,并将试样装入引伸计中。
(3)施加载荷:通过引伸计向试样施加拉伸或压缩载荷,同时记录试样的长度变化。
(4)计算应变和应力:根据试样的长度变化,计算出试样的应变和应力。
(5)绘制应力 - 应变曲线:将计算得到的应变和应力数据绘制成应力 - 应变曲线,以便分析材料的力学性能。
3.引伸计标定在实际应用中的重要性引伸计标定在实际应用中具有重要意义,主要表现在以下几个方面:(1)保证测试数据的准确性:通过引伸计标定,可以确保测试数据的准确性,为材料的设计、生产和使用提供可靠的依据。
(2)提高材料的利用率:通过引伸计标定,可以了解材料的力学性能,从而合理选择和使用材料,提高材料的利用率。
(3)降低生产成本:引伸计标定可以帮助企业优化生产工艺,提高生产效率,降低生产成本。
(4)确保产品质量:引伸计标定有助于发现材料中的缺陷和问题,从而及时采取措施,确保产品质量。
4.结论引伸计标定在材料科学和工程领域具有重要意义,它有助于研究材料的力学性能,为材料的设计、生产和使用提供可靠的依据。
通过引伸计标定,可以提高材料的利用率,降低生产成本,确保产品质量。
电子引伸计使用方法

电⼦引伸计使⽤⽅法
绍⼀下电⼦引伸计的使⽤⽅法和注意事项。
电⼦引伸计是我们在做⾦属室温拉伸试验是⽤到的辅助测量变形装置。
在做试验以前安装,试验过程中需要摘除。
将试样夹持在拉⼒试验机夹具中,然后将电⼦引伸计固定在试样上⾯。
如果我们使⽤了电⼦引伸计,需要在软件设置中把变形来源改为先轴向引伸计后位移选项。
然后按照操作步骤开始试验,在试验的过程中软件得出规定⾮⽐例延伸强度以后会提⽰取下引伸计,此时我们将引伸计取下即可,然后继续拉断试样直⾄试验结束。
此时规定⾮⽐例延伸强度将会显⽰在数据版中。
使⽤引伸计的注意事项
引伸计必须要在试样断裂以前取下,否则将会损坏引伸计。
在取下引伸计以前试验速度不要太快,取下引伸计以后可以适当加快试验速度。
引伸计是精密量具,在夹持和取下是要轻拿轻放。
需要了解更多拉⼒机电⼦引伸计信息,请登录我公司官⽹获取更多信息。
引伸计标定

引伸计标定
(原创实用版)
目录
1.引伸计标定的概念
2.引伸计标定的方法
3.引伸计标定的应用
4.引伸计标定的优缺点
正文
一、引伸计标定的概念
引伸计标定是一种测量材料在受到外力作用下产生的形变量的方法,通常用于材料的拉伸试验中。
通过测量材料的形变量,可以计算出其应变和应力,从而了解材料的力学性能。
二、引伸计标定的方法
引伸计标定的方法主要包括两种:直接标定法和间接标定法。
直接标定法是指通过标准的拉伸试验,直接测量材料的形变量和力值,从而计算出引伸计的标定系数。
间接标定法则是通过测量材料的应变和应力,利用引伸计的工作原理,反推出其标定系数。
三、引伸计标定的应用
引伸计标定在材料的拉伸试验中起着至关重要的作用。
通过引伸计标定,可以准确地测量材料的形变量,从而得到其应变和应力。
这对于了解材料的力学性能,以及设计和制造材料都有着重要的意义。
四、引伸计标定的优缺点
引伸计标定的优点在于其精度高,可以准确地测量材料的形变量。
同
时,引伸计标定方法简单,易于操作。
然而,引伸计标定也存在一些缺点。
例如,标定过程中可能会受到外界因素的干扰,从而影响其测量结果的准确性。
金属拉伸室温拉伸试验方法
金属拉伸室温拉伸试验方法
金属拉伸室温拉伸试验方法包括以下步骤:
1.样品准备:从待测试的金属材料中切割得到试样,通常为矩形
截面,长度约为50mm,宽度约为10mm。
需要确保试样表面光
洁,无明显缺陷。
2.安装试样:将试样夹入拉伸试验机的夹具中,确保试样的截面
与夹具平行,并紧固夹具。
使用楔型夹头、平推夹具等各种形式的夹持装置夹持试样。
夹紧试样时,应保证试样的轴线与试验机夹头的中心线一致,以尽量减小弯曲。
3.设定试验参数:根据试样的材料特性和试验要求,设定试验机
的参数,如拉力速度、试验温度等。
对于较厚和延性较好的箔材试样,可以使用锯齿状夹面。
平滑夹面应用于厚度小于
0.08mm的箔材试样。
推荐试样夹紧时,每0.025mm试样厚度
大约施加0.7MPa夹持力。
4.开始试验:启动试验机,开始施加拉力。
试验机会记录试样的
拉伸力和伸长量,并绘制成力-伸长曲线。
当使用引伸计测量
伸长时,对于上、下屈服强度及规定延伸强度,应使用不劣于1级准确度的引伸计;当测量试样有较大延伸率性能时,可使用不劣于2级准确度的引伸计。
GBT 228.1-2010《金属材料 拉伸试验第1部分:室温试验方法》
GB/T 228.1-2010
R
Rp
B
A
0 εp C
ε
平行线法测定规定塑性延伸强度
GB/T 228.1-2010
规定塑性延伸强度的测定
由于在试验开始后的初始阶段容易受非线形因素的干 扰,使得力-延伸曲线初始部分弯曲,遇到这种情况 要对曲线原点进行修正。修正的方法一般是通过对表 观弹性直线段反向延长交于延伸轴,即可找到实际原 点“O”,见下图。
卸力点的选择
在力降低开始点的塑性应变应略微高于规定的塑性延伸强度RP。较 高应变的开始点将会降低通过滞后环获得直线的斜率。
GB/T 228.1-2010
规定塑性延伸强度的测定
方法3:逐步逼近方法
逐步逼近方法既适应于具有弹性直线段材料,也适用于无明显 弹性直线段材料测定规定塑性延伸强度。在国内已有不少自动测定 系统中采用了这种方法。标准中的附录H给出了这种方法。这种方 法是建立在“表观比例极限不低于规定塑料塑性强度RP0.2的一半”
采用自动测定方法时,相应地采集力-延伸或力-位移数 据。
GB/T 228.1-2010
上屈服强度(ReH)和下屈服强度(ReL)的测定
方法A:
a)在直至测定ReH应按照规定的应变速率 eLe 。这一范围需要在试样
上装夹引伸计,消除拉伸试验机柔度的影响,以准确控制应变速
率e。L (e 对于不 能进行应变速率控制的试验机,根据平行长度估计
注:此规定仅仅适用于呈现明显屈服材料和不测定屈服点 延伸率的情况。
应力(MPa)
应力(MPa)
ReL
ReH ReL
0 应力(MPa)
延伸率(%)
0 应力(MPa)
钢筋引伸计的作用与用途
钢筋引伸计的作用与用途钢筋引伸计是一种用于测量钢筋变形和延伸量的重要工具,广泛应用于结构工程领域。
它可以帮助工程师了解结构中钢筋的应力和应变情况,评估结构的承载能力和稳定性,以及监测工程结构的健康状况。
本文将详细介绍钢筋引伸计的作用与用途。
钢筋引伸计可以精确地测量钢筋在受力过程中的应力和应变。
通过监测结构中钢筋的应力和应变,工程师可以了解结构中的受力分布和变化,从而更好地评估结构的性能和安全性。
这对于设计和优化结构具有重要的指导意义。
钢筋引伸计可以测量钢筋在加载过程中的变形和延伸量。
这些数据可以帮助工程师评估结构的承载能力和稳定性。
例如,通过比较不同加载条件下钢筋的延伸量,工程师可以了解结构的弹性和塑性性质,从而评估其承载能力和稳定性。
钢筋引伸计可以用于监测桥梁、建筑等工程结构的健康状况。
通过实时监测结构中钢筋的应力和应变,工程师可以及时发现和预测潜在的结构问题,如裂缝、腐蚀等。
这对于预防结构损坏、保障结构安全具有重要意义。
钢筋引伸计在实验室和现场试验中也有广泛应用。
通过使用钢筋引伸计,工程师可以测试材料的力学性能和行为,如弹性模量、屈服强度等。
这些数据有助于评估材料的性能和质量,为工程设计和施工提供重要依据。
钢筋引伸计为设计和施工提供了准确的数据支持。
通过监测结构中钢筋的应力和应变,工程师可以优化结构设计,提高结构的稳定性和安全性。
此外,钢筋引伸计还可以用于监测施工过程中的钢筋变形和延伸量,确保施工质量和安全。
这些数据可以帮助工程师评估结构的性能和安全性,从而优化施工方案。
钢筋引伸计在结构工程领域具有广泛的应用价值。
它可以帮助工程师监测结构中钢筋的应力和应变、评估结构的承载能力和稳定性、监测工程结构的健康状况、测试材料的力学性能和行为以及为设计和施工提供准确的数据支持。
通过使用钢筋引伸计,工程师可以更好地了解结构的性能和安全性,从而优化结构设计、提高施工质量和使用安全性。
金属拉伸试验
(三)与应力有关的的术语
1.屈服强度 当金属材料呈现物理屈服现象时,在试验期间达到塑性变形 而力不增加的区间。应区分上屈服强度和下屈服强度。 上屈服强度ReH:试样发生屈服并且力首次下降前的最大应力。 下屈服强度ReL:在屈服期间,不计初始效应时的最小应力。
2.规定延伸强度 规定塑性延伸强度Rp:塑性延伸等于规定的引伸计 标距百分率时对应的应力。 规定总延伸强度Rt:总延伸等于规定的引伸计标距 百分率时对应的应力。
(二)与伸长或延伸有关的术语 1.伸长率(只与试样原始标距长度L0有关) 断后伸长率A:试样拉断后,原始标距部分的伸长 与原始标距之比的百分率。 A=(Lu-L0)/L0×100% 2.延伸率(只与引伸计标距Le有关) 屈服点延伸率Ae:试样自屈服开始到屈服阶段 结束之间,引伸计标距的延伸与引伸计标距之比 的百分率。 断裂总延伸率At:试样在断裂时刻,引伸计标距 的总延伸(弹性延伸+塑性延伸)与引伸计标距 之比的百分率。 …………
第六阶段 局部塑性变形阶段fg
在拉力的继续作用下,由于均匀塑性变形的强化能力 跟不上变形量,终于在某个截面上产生了局部的大量的塑性 变形,致使该截面积快速不断缩小,产生了缩颈现象,此时 虽然外力不断下降,但由于缩颈部位面积迅速减小,因此缩 颈处的实际应力仍在不断增长,缩颈部位的材料继续被拉长, 直至被拉断。出现局部塑性变形的开始点f所对应的力Fm为 试样拉伸过程中所能承受的最大外力。
第五阶段 均匀塑性变形阶段ef
屈服阶段结束之后,必须进一步增加外力才能使试样继续被拉长。 这一阶段中,金属变形具有另一种特点,即随着变形量的增加材料不断 被强化,这种现象称之为应变硬化。表现在拉伸图上就是ef段不断上升。 在此阶段中试样的某一部分产生了塑性变形,虽然这一部分截面积减小, 但变形强化阻止了塑性变化在此处的继续发展,此时由于力的传递使塑 性变形推移到试样的其他部位。这样,变形和强化交替进行,就使得试 样各部分产生了宏观上均匀的塑性变形。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
引伸计在金属拉力试验中的作用如果需要做σ0。
2,就需要引伸计。
一般结构钢机械性能试验不用引伸计。
引伸计一般用于屈服强度台阶不明显的材料.不要引伸计的拉伸曲线,是把标距以外的变形等干扰都包含进曲线了。
试验的可靠性或称准确性值得商榷。
用引伸计才是最准确的。
引申计的量程小,一般用在屈服和屈服之前使用,如在屈服后继续使用,会损坏引申计,引申计用来测量弹性模量,如用一般的差动编码器测量,计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级,由标距造成的,引伸计在测量中精度高,但是量程小,所以一般试验机进行拉伸压缩试验都不用引伸计,除非测量弹性模量和要求很高的精度时,而一般试验,一般的差动编码器测位移精度足够,引申计是用来测量变形部分延伸率的,如果不用引伸计就不能得到应力-应变曲线,因为此时得到的应变把拉伸机齿轮空转及位移和非测试部分的位移都算上了。
但是不用引伸计还是可以得到抗拉强度的,另外对于有屈服平台的材料也能得到屈服强度,但是对于没有屈服平台就是连续屈服的材料就没办法得到屈服强度了。
关于引伸计除了通产所见的机械引伸计外,目前比较流行的是激光引伸计,测试时有激光打在样品上作为测量位移的标定。
这样就能测试机械引伸计所无法测的叫做post—uniform elongation的参量,即试样发生颈缩后到断裂前的延伸率。
这个参量在表征带孔件冲压时扩孔率时非常重要。
拉伸试验, 金属虽然说每一个试验机厂家对金属拉伸都很熟悉,但是真正完全能够把标准以及标准后面的理由吃透的厂家并不多,所以现在每一个试验机厂家在指导用户完成金属拉伸试验的时候一般是从他们自己设备的能力出发,以最简单的方式来完成试验,比如全部以横梁位移的速度来完成整个试验过程。
金属拉伸试验还是有很多细节问题非常值得我们重视. 首先是拉伸速度的问题.在弹性变形阶段,金属的变形量很小而拉伸载荷迅速增大。
这时候如果以横梁位移控制来做拉伸试验,那么速度太快会导致整个弹性段很快就被冲过去。
以弹性模量为200Gpa的普通钢材为例,如果标距为50mm的材料,在弹性段内如以10mm/min的速度进行拉伸试验,那么实际的应力速率为200000N/mm2S—1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1一般的钢材屈服强度就小于600Mpa,所以只需要1秒钟就把试样拉到了屈服,这个速度显然太快。
所以在弹性段,一般都选择采用应力速率控制或者负荷控制。
塑性较好的材料试样过了弹性段以后,载荷增加不大,而变形增加很快,所以为了防止拉伸速度过快,一般采用应变控制或者横梁位移控制.所以在GB228—2002里面建议了,“在弹性范围和直至上屈服强度,试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在规定的应力速率的范围内(材料弹性模量E/(N/mm2)<150000,应力速率控制范围为2—20(N/mm2)•s-1、材料弹性模量E/(N/mm2)≥ 150000,应力速率控制范围为6—60(N/mm2)•s—1。
若仅测定下屈服强度,在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s~0.0025/s之间。
平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。
在塑性范围和直至规定强度(规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度)应变速率不应超过0。
0025/s。
”。
这里面有一个很关键的问题,就是应力速度与应变速度的切换点的问题。
最好是在弹性段结束的点进行应:力速度到应变速度的切换。
在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力。
这是拉力试验机的一个非常关键的技术.其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。
对于钢材的拉伸的试验,如果要求取最大力下的总伸长(Agt),那么引伸计就必须跟踪到最大力以后再取下。
对于薄板等拉断后冲击不大的试样,引伸计可以直接跟踪到试样断裂;但是对于拉力较大的试样,最好的办法是试验机拉伸到最大力以后开始保持横梁位置不动,等取下引伸计以后在把试样拉断。
有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力,一定要把初始力消除以后再夹持引伸计,这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。
能够这么做试验的试验机不多,请您在选购和使用的时候注意这几点。
任何的材料在受到外力作用时都会产生变形。
在受力的初始阶段,一般来说这种变形与受到的外力基本成线性的比例关系,这时若外力消失,材料的变形也将消失,恢复原状,这一阶段通常称为弹性阶段,物理学中的虎克定律,就是描述这一特性的基本定律。
但当外力增大到一定程度后,变形与受到的外力将不再成线性比例关系,这时当外力消失后,材料的变形将不能完全消失,外型尺寸将不能完全恢复到原状,这一阶段称为塑性变形阶段。
由于材料种类繁多,性能差异很大,弹性阶段与塑性阶段的过渡情况很复杂,通过和残余应力等指标作为材料弹性阶段与塑性阶段的转折点的指标来反应材料的过渡过程的性能,其中屈服点与非比例应力是最常用的指标。
虽然屈服点与非比例应力同是反应材料弹性阶段与塑性阶段“转折点”的指标,但它们反应了不同过渡阶段特性的材料的特点,因此它们的定义不同,求取方法不同,所需设备也不完全相同。
因此笔者将分别对这两个指标进行分析。
本文首先分析屈服点的情况:一切的产品与设备都是由各种不同性能的材料构成,它们在使用中会受到各种各样的外力作用,自然就会产生各种各样的变形,,但这种变形必须被限制在弹性范围之内,否则产品的形状将会发生永久变化,影响继续使用,设备的形状也将发生变化,轻则造成加工零部件精度等级下降,重则造成零部件报废,产生重大的质量事故。
那么如何确保变形是在弹性范围内呢?从上面的分析已知材料的变形分为弹性变形与塑性变形两个阶段,只要找出这对已知材料的力学性能进行试验与理论分析,人们总结出了采用屈服点、非比例应力两个阶段的转折点,工程设计人员就可确保产品与设备的可靠运行。
从上面的描述,可以看出准确求取屈服点在材料力学性能试验中是非常重要的,在许多的时候,它的重要性甚至大于材料的极限强度值(极限强度是所有材料力学性能必需求取的指标之一),然而非常准确的求取它,在许多的时候又是一件不太容易的事。
它受到许多因素的制约,归纳起来有:*夹具的影响;* 试验机测控环节的影响;*结果处理软件的影响;*试验人员理论水平的影响等。
这其中的每一种影响都包含了不同的方面。
下面逐一进行分析一、夹具的影响这类影响在试验中发生的几率较高,主要表现为试样夹持部分打滑或试验机某些力值传递环节间存在较大的间隙等因素,它在旧机器上出现的概率较大。
由于机器在使用一段时间后,各相对运动部件间会产生磨损现象,使得摩擦系数明显降低,最直观的表现为夹块的鳞状尖峰被磨平,摩擦力大幅度的减小。
当试样受力逐渐增大达到最大静摩擦力时,试样就会打滑,从而产生虚假屈服现象.如果以前使用该试验机所作试验屈服值正常,而现在所作试验屈服值明显偏低,且在某些较硬或者较脆的材料试验时现象尤为明显,则一般应首先考虑是这一原因。
这时需及时进行设备的大修,消除间隙,更换夹块.二、试验机测控环节的影响试验机测控环节是整个试验机的核心,随着技术的发展,目前这一环节基本上采用了各种电子电路实现自动测控。
由于自动测控知识的深奥,结构的复杂,原理的不透明,一旦在产品的设计中考虑不周,就会对结果产生严重的影响,并且难以分析其原因。
针对材料屈服点的求取最主要的有下列几点:1、传感器放大器频带太窄由于目前试验机上所采用的力值检测元件基本上为载荷传感器或压力传感器,而这两类传感器都为模拟小信号输出类型,在使用中必须进行信号放大。
众所周知,在我们的环境中,存在着各种各样的电磁干扰信号,这种干扰信号会通过许多不同的渠道偶合到测量信号中一起被放大,结果使得有用信号被干扰信号淹没.为了从干扰信号中提取出有用信号,针对材料试验机的特点,一般在放大器中设置有低通滤波器.合理的设置低通滤波器的截止频率,将放大器的频带限制在一个适当的范围,就能使试验机的测量控制性能得到极大的提高.然而在现实中,人们往往将数据的稳定显示看的非常重要,而忽略了数据的真实性,将滤波器的截止频率设置的非常低。
这样在充分滤掉干扰信号的同时,往往把有用信号也一起滤掉了。
在日常生活中,我们常见的电子秤,数据很稳定,其原因之一就是它的频带很窄,干扰信号基本不能通过。
这样设计的原因是电子秤称量的是稳态信号,对称量的过渡过程是不关心的,而材料试验机测量的是动态信号,它的频谱是非常宽的,若频带太窄,较高频率的信号就会被衰减或滤除,从而引起失真.对于屈服表现为力值多次上下波动的情况,这种失真是不允许的。
就万能材料试验机而言,笔者认为这一频带最小也应大于10HZ,最好达到30HZ。
在实际中,有时放大器的频带虽然达到了这一范围,但人们往往忽略了A/D转换器的频带宽度,以至于造成了实际的频带宽度小于设置频宽.以众多的试验机数据采集系统选用的AD7705、AD7703、AD7701等为例。
当A/D转换器以“最高输出数据速率4KHZ”运行时,它的模拟输入处理电路达到最大的频带宽度10HZ。
当以试验机最常用的100HZ的输出数据速率工作时,其模拟输入处理电路的实际带宽只有0。
25HZ,这会把很多的有用信号给丢失,如屈服点的力值波动等。
用这样的电路当然不能得到正确试验结果。
2、数据采集速率太低严格来说这需要许多的专用测试仪器及专业人员来完成.但通过下面介绍的简单方法,可做出一个定性的认识.当一个系统的采样分辨率达到几万分之一以上,而显示数据依然没有波动或显示数据具有明显的滞后感觉时,基本可以确定它的通频带很窄或采样速率很低。
除非特殊场合(如:校验试验机力值精度的高精度标定仪),否则在试验机上是不可使用的.目前模拟信号的数据采集是通过A/D转换器来实现的。
A/D转换器的种类很多,但在试验机上采用最多的是∑-△型A/D转换器。
这类转换器使用灵活,转换速率可动态调整,既可实现高速低精度的转换,又可实现低速高精度的转换。
在试验机上由于对数据的采集速率要求不是太高,一般达每秒几十次到几百次就可满足需求,因而一般多采用较低的转换速率,以实现较高的测量精度.但在某些厂家生产的试验机上,为了追求较高的采样分辨率,以及极高的数据显示稳定性,而将采样速度降的很低,这是不可取的.因为当采样速度很低时,对高速变化的信号就无法实时准确采集.例如金属材料性能试验中,当材料发生屈服而力值上下波动时信号变化就是如此,以至于不能准确求出上下屈服点,导致试验失败,结果丢了西瓜捡芝麻。
那么如何判断一个系统的频带宽窄以及采样速率的高低呢?3、控制方法使用不当针对材料发生屈服时应力与应变的关系(发生屈服时,应力不变或产生上下波动,而应变则继续增大)国标推荐的控制模式为恒应变控制,而在屈服发生前的弹性阶段控制模式为恒应力控制,这在绝大多数试验机及某次试验中是很难完成的。